JP2008086925A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】氷の微粒子を含む処理液を用いて基板の洗浄処理を行う場合において、処理むらを生じることなく均一な基板処理が可能であり、基板上に形成された被膜にダメージを与えることもない装置を提供する。
【解決手段】マイクロバブルを多量に含有し氷の微粒子を含む処理液を貯留する貯留槽１４と、処理液中で氷の微粒子を生成する製氷ユニット１６と、処理液中でマイクロバブルを発生させるバブル発生ユニット１８と、マイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液を基板Ｗの主面へ供給して基板の主面を洗浄する基板洗浄部１０と、貯液槽１４から基板洗浄部１０へマイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液を供給する手段とを備えて装置を構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置（ＬＣＤ）用ガラス基板、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）用ガラス基板、磁気や光ディスク用のガラスやセラミックス基板、プリント基板、電子デバイス基板等の基板に対し、氷の微粒子を含む処理液を用いて洗浄処理を施す基板処理方法、および、その方法を実施するために使用される基板処理装置に関する。

例えば、ＬＣＤ、ＰＤＰ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造装置における基板の洗浄は、エキシマレーザのＵＶ照射による有機物汚染の除去、ロールブラシを使用したスクラブ洗浄による１μｍ以上の汚染物質の除去、置換洗浄による薬液洗浄後の薬液の除去、２流体洗浄による精密洗浄および最終水洗による仕上げ洗浄といったような一連の工程で行われる。ところが、ロールブラシを使用した洗浄処理では、基板の表面に形成された金属膜にブラシによる傷を付けてしまったり、ブラシにバクテリアが発生したり、ブラシの摩耗によって基板面に対する押圧が変化しまたゴミが発生したりする、という問題点があった。そこで、近年では、ロールブラシ洗浄に代えて、液体中に氷の微粒子が分散してシャーベット状の懸濁液となった状態の氷スラリーを調製し、ノズルから氷スラリーを基板の表面へ噴射し氷の微粒子を基板に衝突させて基板を洗浄する、といった洗浄方法も提案され実施されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３３８００２１号公報（第３頁、図１および図２）

従来の氷スラリーを用いた洗浄方法は、ノズルから氷スラリーを基板の表面へ噴射し氷の微粒子を基板に衝突させて氷の微粒子で基板の表面を擦るものであり、洗浄効果を高めるためには、氷スラリーを加圧してノズルから或る程度の圧力で氷スラリーを噴出させる必要がある。ところが、微小な氷粒とは言え固形物を含んだ液体を基板表面の広範囲にわたって均一に分散させることは極めて困難であり、このため、氷スラリーを加圧してノズルから噴出させた際に、基板の表面上の位置によって氷スラリーが基板の表面に衝突するときのエネルギにむらを生じる。特に、近年におけるように基板が大型化すると、基板表面のより広範囲にわたって氷スラリーを拡散させるためには、ノズルからの氷スラリーの吐出圧力を高める必要があるため、氷スラリーをノズルから吐出して基板表面へ均一に分散させることは益々困難となり、氷スラリーが基板の表面に衝突するときのエネルギむらが大きくなる。この結果、洗浄むら等の処理むらを生じる、といった問題点がある。

また、例えばＬＣＤの製造では、液晶パターン用の金属膜は、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミ合金などのように物理的に軟らかい金属材料で形成されており、氷の微粒子と基板表面との衝突エネルギのむらにより、金属膜が部分的にダメージを受ける、といった問題点がある。

この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、氷の微粒子を含む処理液を用いて基板の洗浄処理を行う場合において、処理むらを生じることなく均一な基板処理が可能であり、基板上に形成された金属膜等の被膜にダメージを与えることもない基板処理方法、および、その方法を好適に実施することができる基板処理装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、氷の微粒子を含む処理液を用いて基板を処理する基板処理方法において、氷の微粒子を含む処理液中に、液中に滞留し収縮して破壊される超微細気泡を多量に含有させ、その処理液を基板の主面へ供給して基板の主面を洗浄することを特徴とする。ここで、超微細気泡とは、直径が７０μｍ〜５０μｍ以下であって一般的にマイクロバブルと呼ばれる気泡であり（以下、「超微細気泡」を「マイクロバブル」という）、液中において比較的長時間滞留し続け次第に収縮して破壊され、その収縮に伴い内部圧力が高まって消滅時にエネルギを放出（例えば、直径が１μｍである気泡が圧壊により放出するエネルギは約３ｋｇｆである）するものである。なお、直径が７０μｍより大きい気泡は、液中において次第に拡大し短時間で破裂して液面付近で消滅する。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理方法において、前記処理液は、気泡が含有された氷の微粒子を含む処理液であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の基板処理方法において、前記気泡がマイクロバブルであることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理方法において、気泡を含有し氷の微粒子を含む処理液を容器内に貯留し、その容器内において前記処理液を基板に対し相対的に流動させつつ基板の主面と接触させることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の基板処理方法において、マイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液を、固定された容器内へ連続して供給し容器内で流動させて容器内から排出しつつ、基板を、前記容器内へ搬入し容器内を搬送して容器内から搬出することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、氷の微粒子を含む処理液を用いて基板を処理する基板処理装置において、液中に滞留し収縮して破壊されるマイクロバブルを多量に含有し氷の微粒子を含む処理液を調製する処理液調製手段と、この処理液調製手段によって調製された処理液を基板の主面へ供給して基板の主面を洗浄する処理液供給手段とを備えたことを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の基板処理装置において、前記処理液調製手段は、気泡が含有された氷の微粒子を含む処理液を調製するものであることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載の基板処理装置において、前記気泡がマイクロバブルであることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の基板処理装置において、マイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液を貯留する容器と、この容器内へ基板を搬入する基板搬入手段とを備え、前記処理液供給手段が前記容器内へマイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液を供給し、前記容器内においてマイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液を基板に対し相対的に流動させつつ基板の主面と接触させることを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の基板処理装置において、前記容器が、スリット状の基板搬入口およびスリット状の基板搬出口ならびに氷の微粒子を含む処理液の供給口および排出口を有する密閉状の矩形筐体であることを特徴とする。

請求項１１に係る発明は、請求項９または請求項１０に記載の基板処理装置において、前記容器が固定され、前記処理液供給手段が、マイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液を前記容器内へ連続して供給し容器内で流動させて容器内から排出させる処理液流通手段であり、前記基板搬入手段が、基板を、前記容器内へ搬入し容器内を搬送して容器内から搬出する基板搬送手段であることを特徴とする。

請求項１２に係る発明は、請求項６ないし請求項１１のいずれかに記載の基板処理装置において、前記処理液調製手段が、氷の微粒子を含む処理液を貯留する貯液槽と、この貯液槽の第１の液流出口と流路接続する液流入口および前記貯液槽の第１の液流入口と流路接続する液流出口を有し、前記貯液槽との間で処理液を循環させて、前記貯液槽から前記液流入口を通して流入した処理液を冷却して処理液中で氷の微粒子を生成し、その生成された氷の微粒子を含む処理液を前記液流出口から流出させて前記貯液槽へ戻す製氷手段と、前記貯液槽の第２の液流出口と流路接続する液流入口および前記貯液槽の第２の液流入口と流路接続する液流出口を有し、前記貯液槽との間で処理液を循環させて、前記貯液槽から前記液流入口を通して流入した処理液を加圧しかつ処理液中に気体を溶解させて処理液中でマイクロバブルを発生させる気泡発生手段とを備えて構成されたことを特徴とする。

請求項１に係る発明の基板処理方法によると、氷の微粒子を含む処理液が基板の主面へ供給されることにより、基板表面の凹部などに存在するパーティクル等の汚染物質が氷の微粒子によって掻き出され、汚染物質が処理液と共に基板の主面上から流出して除去される。そして、氷の微粒子を含む処理液中には、マイクロバブルが多量に含有されているので、処理液中で無数のマイクロバブルが破壊されて消滅する際に放出されるエネルギにより、基板の洗浄効果が高まる。このため、氷の微粒子が基板の主面に衝突する力によって汚染物質を基板上から除去しなくてもよいので、氷の微粒子を含む処理液を加圧して基板の主面へ噴出させる必要が無い。
したがって、請求項１に係る発明の基板処理方法に用いると、処理むらを生じることがなく均一な基板処理を行うことができ、また、基板上に形成された金属膜等の被膜にダメージを与えることもない。

請求項２に係る発明の基板処理方法では、処理液中の氷の微粒子は、その中に気泡が含有されていることにより、気泡が含有されていない普通の氷の微粒子に比べて軟らかい。このため、例えば、氷の微粒子を含む処理液を加圧してノズルから噴出させた際に、基板の表面上の位置によって氷の微粒子が基板の表面に衝突するときのエネルギに多少のむらがあっても、例えば液晶パターン用の金属膜が部分的にダメージを受ける、といったことが防止される。また、処理液中の氷の微粒子が溶解すると、氷の微粒子中に含有されていた気泡が処理液中に放出されることになるが、例えば、氷の微粒子を含む処理液中を通過するように基板を搬送しつつ基板の洗浄処理を行う場合において、基板の周囲の氷の微粒子が溶解した後に基板の周囲で再氷結しようとしても、基板の周囲で処理液中に放出された気泡によって基板の周囲に生成した気体層により再氷結が防止される。このため、基板の周囲での再氷結によって基板の搬送が阻害される、といったことがなく、基板の搬送を安定して行うことができる。

請求項３に係る発明の基板処理方法では、処理液中の氷の微粒子が溶解した際に、氷の微粒子中に含有されていたマイクロバブルが破壊されて消滅する際に放出されるエネルギにより、基板の洗浄効果が高まる。

請求項４に係る発明の基板処理方法では、容器内においてマイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液が基板に対し相対的に流動しつつ基板の主面と接触することにより、基板表面の凹部などに存在するパーティクル等の汚染物質が氷の微粒子によって掻き出され、汚染物質が処理液と共に基板の主面上から流出して除去される。

請求項５に係る発明の基板処理方法では、マイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液が容器内へ連続して供給され容器内で流動して容器内から排出されつつ、基板が容器内へ搬入され容器内を搬送されて容器内から搬出されることにより、容器内においてマイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液が流動しつつ、基板の主面と接触して、基板の洗浄処理が行われる。

請求項６に係る発明の基板処理装置においては、処理液調製手段によりマイクロバブルを多量に含有し氷の微粒子を含む処理液が調製され、その調製された氷の微粒子を含む処理液が処理液供給手段によって基板の主面へ供給されることにより、基板表面の凹部などに存在するパーティクル等の汚染物質が氷の微粒子によって掻き出され、汚染物質が処理液と共に基板の主面上から流出して除去される。そして、氷の微粒子を含む処理液中には、マイクロバブルが多量に含有されているので、処理液中で無数のマイクロバブルが破壊されて消滅する際に放出されるエネルギにより、基板の洗浄効果が高まる。このため、氷の微粒子が基板の主面に衝突する力によって汚染物質を基板上から除去しなくてもよいので、氷の微粒子を含む処理液を加圧して基板の主面へ噴出させる必要が無い。
したがって、請求項６に係る発明の基板処理装置を使用すると、処理むらを生じることがなく均一な基板処理を行うことができ、また、基板上に形成された金属膜等の被膜にダメージを与えることもない。

請求項７に係る発明の基板処理装置では、処理液調製手段により気泡が含有された氷の微粒子を含む処理液が調製され、その気泡が含有された氷の微粒子を含む処理液が基板の主面へ供給されるので、請求項２に係る発明の上記作用効果が奏される。

請求項８に係る発明の基板処理装置では、処理液調製手段によりマイクロバブルが含有された氷の微粒子を含む処理液が調製され、そのマイクロバブルが含有された氷の微粒子を含む処理液が基板の主面へ供給されるので、請求項３に係る発明の上記作用効果が奏される。

請求項９に係る発明の基板処理装置では、処理液供給手段によって容器内へマイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液が供給されるとともに、基板搬入手段によって容器内へ基板が搬入されて、容器内においてマイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液が基板に対し相対的に流動しつつ基板の主面と接触することにより、基板表面の凹部などに存在するパーティクル等の汚染物質が氷の微粒子によって掻き出され、汚染物質が処理液と共に基板の主面上から流出して除去される。

請求項１０に係る発明の基板処理装置では、マイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液が密閉状の矩形筐体内へ供給口を通して供給されることにより、氷の微粒子を含む処理液が矩形筐体内に充填され、氷の微粒子を含む処理液が充填された矩形筐体内へスリット状の基板搬入口を通って基板が搬入されることにより、矩形筐体内においてマイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液が流動しつつ基板の主面と接触して、基板の洗浄処理が行われる。そして、使用後の処理液は、矩形筐体内から排出口を通して排出され、洗浄処理が終わった基板は、矩形筐体内からスリット状の基板搬出口を通って搬出される。

請求項１１に係る発明の基板処理装置では、処理液流通手段によってマイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液が容器内へ連続して供給され容器内で流動して容器内から排出されるとともに、基板搬送手段によって基板が容器内へ搬入され容器内を搬送されて容器内から搬出されることにより、容器内においてマイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液が流動しつつ基板の主面と接触して、基板の洗浄処理が行われる。

請求項１２に係る発明の基板処理装置では、貯液槽と製氷手段との間を処理液が循環することにより、製氷手段によって処理液中で氷の微粒子が生成され、貯液槽と気泡発生手段との間で処理液が循環することにより、気泡発生手段によって処理液中でマイクロバブルが発生させられる。そして、貯液槽内にマイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液が貯留される。

以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１および図２は、この発明の実施形態の１例を示し、図１は、基板処理装置の概略構成を示す模式図であり、図２は、その基板処理装置における基板洗浄部の構成例を示す模式的斜視図である。

この基板処理装置は、基板洗浄部１０を有する基板処理ユニット１２、マイクロバブルを含有し氷の微粒子を含む処理液、例えば純水（以下、「氷スラリー」という）貯留する貯液槽１４、純水を冷却して純水中で氷の微粒子を生成する製氷ユニット１６、および、純水を加圧しかつ純水中に気体、例えば清浄な空気や酸素を溶解させて純水中でマイクロバブルを発生させるためのバブル発生ユニット１８を備えて構成されている。基板処理ユニット１２は、入口側開口２２および出口側開口２４を有するチャンバ２０を備え、そのチャンバ２０の内部に、基板Ｗを支持して水平方向へ搬送するための複数の搬送ローラ２６からなるローラコンベアが配設され、基板Ｗの搬送路の途中に基板洗浄部１０が配置されている。

基板洗浄部１０は、例えば図２に示すように、内部で基板Ｗの洗浄処理が行われる密閉状の矩形筐体からなる洗浄槽２８を備えている。洗浄槽２８の平面形状は、基板Ｗの幅より大きい幅寸法と基板Ｗの搬送方向長さより小さい長さ寸法を有する矩形状である。洗浄槽２８には、互いに対向する一対の側面に基板搬入口３０および基板搬出口３２が形設されるととも、互いに対向する他の一対の側面に氷スラリーの供給口３４および排出口３６が形設されている。基板搬入口３０および基板搬出口３２は、横寸法が基板Ｗの幅より僅かに大きく縦寸法が基板Ｗの厚みより僅かに大きくそれぞれスリット状に開口している。この洗浄槽２８の前・後に、図２には図示していないが、基板Ｗを水平方向へ連続して搬送し洗浄槽２８内へ基板搬入口３０を通って搬入し洗浄槽２８内から基板搬出口３２を通って搬出する複数の搬送ローラ２６（図１参照）が配設されている。洗浄槽２８および複数の搬送ローラ２６は、基板Ｗの搬送方向と直交する方向においてそれぞれ傾斜するように設けられている。

洗浄槽２８の供給口３４に連通した導入管部３８には、ポンプ（図示せず）が介設された供給用配管４０（図１参照）が接続されており、供給用配管４０は、氷スラリーを収容する貯液槽１４の液流出口４２に連通接続されている。また、洗浄槽２８の排出口３６に連通した導出管部４４には、回収用配管４６が接続されており、図示していないが、回収用配管４６を通しフィルタなどを経て氷スラリーの一部が貯液槽１４内へ戻されるようになっている。導出管部４４には流路を仕切るように流路中に、メッシュ、多数の小孔が形成されたパンチング板、多数のスリットが形成されたスリット板などで形成された仕切り部材４８が介設されている。この仕切り部材４８は、洗浄槽２８内の氷スラリー中の水を容易に通過させ、一方、氷の微粒子の通過を制限する。

貯液槽１４には、供給用配管４０に連通接続された液流出口４２のほか、第１の液流出口５０および第１の液流入口５２が設けられている。そして、貯液槽１４の第１の液流出口５０は、製氷ユニット１６の液流入口５８と流路接続し、貯液槽１４の第１の液流入口５２は、製氷ユニット１６の液流出口６０と流路接続していて、貯液槽１４と製氷ユニット１６との間で氷スラリー（もしくは低温の純水）が循環している。製氷ユニット１６には、冷却器（図示せず）が設けられており、冷却器によって純水が冷却されて純水中で氷の微粒子が生成され、氷スラリーが貯液槽１４内へ戻されるようになっている。純水中で氷の微粒子を生成して氷スラリーを製造する方法としては、各種方式を用いればよく、例えば純水を過冷却状態とした後に過冷却を解除する方式や、純水を収容した容器の壁面を冷却し内壁面に付着生成した氷をスクリュー刃等で掻き取る方式などを用いればよい。

また、貯液槽１４には、第２の液流出口５４および第２の液流入口５６が設けられている。そして、貯液槽１４の第２の液流出口５４は、バブル発生ユニット１８の液流入口６２と流路接続し、貯液槽１４の第２の液流入口５６は、バブル発生ユニット１８の液流出口６４と流路接続していて、貯液槽１４とバブル発生ユニット１８との間で低温の純水が循環している。バブル発生ユニット１８には、内部流路６６が形設されており、内部流路６６の途中にアスピレータ６８が設けられ、また、内部流路６６の、アスピレータ６８の上流側に加圧ポンプ７０が介挿されている。このバブル発生ユニット１８においては、加圧、例えば９ｋｇｆ／ｃｍ^２程度に加圧された純水がアスピレータを通過する際に旋回流となり、その旋回流中に気体、例えば清浄な空気が吸入されて、その旋回流中で空気が粉砕される。そして、バブル発生ユニット１８から流出した気泡を含んだ純水が大気圧状態の貯液槽１４内の氷スラリー中に噴出することにより、マイクロバブルを含有した氷スラリーが生成される。純水中でマイクロバブルを発生させる方法としては、アスピレータを利用したキャビテーション方式に限らず、各種の方式を用いればよい。また、マイクロバブルを発生させて氷スラリー中に含有させる気体は、空気や酸素に限らず、二酸化炭素やオゾン、過酸化水素などであってもよい。

上記した構成の基板処理装置を使用して基板の洗浄処理を行うときは、基板処理ユニット１２のチャンバ２０内へ基板Ｗを搬入し、複数の搬送ローラ２６からなるローラコンベアにより基板Ｗを水平方向へ搬送して、基板Ｗを基板洗浄部１０の洗浄槽２８内へ送り込む。洗浄槽２８内には、貯液槽１４から供給用配管４０を通ってマイクロバブルを多量に含有した氷スラリーが連続して供給され、その氷スラリーは、洗浄槽２８内を流動して、洗浄槽内２８から回収用配管４６を通って排出される。そして、基板Ｗが洗浄槽２８内へ搬入され洗浄槽２８内を通過して洗浄槽２８内から搬出される間に、洗浄槽２８内を供給口３４から排出口３６に向かって流動する氷スラリーが基板Ｗの主面と接触することにより、基板Ｗの表面の凹部などに存在するパーティクル等の汚染物質が氷スラリー中の氷の微粒子によって掻き出され、汚染物質が氷スラリーの水と共に基板Ｗの主面上から流出して除去される。このようにして基板Ｗの洗浄処理が行われるが、氷スラリー中には、マイクロバブルが多量に含有されているので、水中で無数のマイクロバブルが破壊されて消滅する際に放出されるエネルギにより、基板Ｗの洗浄効果がより高まることとなる。そして、基板Ｗは、氷スラリーと接触するだけであり、かつ、その全面が氷スラリーと均等に接触するので、処理むらを生じることがなく均一な洗浄処理が行われ、また、基板Ｗ上に形成された金属膜等の被膜にダメージが与えられることもない。

また、この基板処理装置においては、マイクロバブルを含有した氷スラリー（もしくは低温の純水）が貯液槽１４と製氷ユニット１６との間を循環している。このため、製氷ユニット１６において、マイクロバブルを含有した純水が冷却器で冷却されて氷の微粒子が生成され、氷の微粒子中にマイクロバブルが含有されることとなる。このように、氷スラリー中の氷の微粒子中にマイクロバブルが含有されることにより、その氷の微粒子は、マイクロバブルが含有されていない普通の氷の微粒子に比べて軟らかくなる。このため、基板Ｗ上に形成された金属膜等の被膜にダメージが与えられる可能性はほとんど無くなる。また、氷スラリー中の氷の微粒子が溶解すると、氷の微粒子中に含有されていたマイクロバブルが純水中に放出される。このため、洗浄槽２８内において、搬送中の基板Ｗの周囲の氷の微粒子が溶解した後に基板Ｗの周囲で再氷結しようとしても、基板Ｗの周囲で純水中に放出されたマイクロバブルによって基板Ｗの周囲に空気層が生成され、この空気層によって純水の再氷結が防止される。したがって、基板Ｗの周囲での再氷結によって基板Ｗの搬送が阻害される、といったことが防止され、洗浄槽２８内での基板Ｗの搬送を安定して行うことができる。また、氷スラリー中の氷の微粒子が溶解した際に、氷の微粒子中に含有されていたマイクロバブルが破壊されて消滅する際に放出されるエネルギにより、基板Ｗの洗浄効果が高まる。なお、製氷ユニット１６において、純水中に清浄空気等の気体を溶解させて、気体が溶解した純水を冷却することにより、気泡を含有した氷の微粒子を生成するようにしてもよい。

さらに、バブル発生ユニット１８において、空気や酸素に代えて、例えば二酸化炭素のマイクロバブルを含有した氷スラリーを生成するようにしたときは、純水中に二酸化炭素が溶解することにより、純水に比べて液の比抵抗値が小さくなる。このため、二酸化炭素のマイクロバブルを含有した氷スラリーは、配管内を流れるときに静電気が発生しにくく、基板の主面へ供給されたときに基板上の微細なパターンやデバイスが静電気によって破壊される、といった心配が無くなる。また、純水中に二酸化炭素が溶解することにより、弱酸性の氷スラリーが生成される。このため、例えばアルカリ液を用いたレジスト膜の剥離処理後における基板の洗浄処理などにおいては、アルカリ残液が中和されることにより、基板上に形成された被膜に対するアルカリ残液によるダメージを防止することができる。また、バブル発生ユニット１８において、オゾンや過酸化水素のマイクロバブルを含有した氷スラリーを生成するようにしたときは、オゾンや過酸化水素の酸化作用によって有機物を分解し除去することができるので、基板の有機物汚染の程度がそれほど大きくない場合などには、基板の一連の洗浄処理において有機物汚染の除去工程を省略することも可能となる。さらに、オゾンや過酸化水素の殺菌作用によって細菌類の発生を抑える効果もある。

次に、図３は、この発明の別の実施形態である基板処理装置の概略構成を示す要部斜視図である。
この基板処理装置は、図示していないが、互いに平行に並設された複数の搬送ローラから構成され基板Ｗを傾斜姿勢に支持してその傾斜方向と直交する方向でかつ水平方向へ基板Ｗを搬送するローラコンベアと、このローラコンベアによって搬送される基板Ｗの主面へ、マイクロバブルを含有した氷スラリーを供給するノズル７２とを備えて構成されている。ノズル７２は、基板Ｗの、その搬送方向と直交する幅方向の寸法とほぼ同等の長さを有し、基板Ｗの直上位置に、基板搬送方向と交叉するようにかつ基板Ｗの傾斜に沿うように配設されている。ノズル７２の下端面には、その長手方向にスリット状吐出口が形設されており、そのスリット状吐出口から氷スラリーが適当な圧力で吐出される。このノズル７２には、その内部に形成された流路に連通するように配管７４が接続されており、図示していないが、ノズル７２は、その配管７４を通して貯液槽（図１参照）に流路接続されている。そして、貯液槽からマイクロバブルを含有した氷スラリーがポンプ（図示せず）により加圧されてノズル７２へ供給され、ノズル７２のスリット状吐出口から、ローラコンベアによって傾斜姿勢で水平方向へ搬送される基板Ｗの主面に対し、マイクロバブルを含有した氷スラリーが吐出されるようになっている。

図３に示した構成の基板処理装置では、ノズル７２のスリット状吐出口から基板Ｗの主面に対して氷スラリーが吐出されることにより、基板Ｗの表面の凹部などに存在するパーティクル等の汚染物質が氷スラリー中の氷の微粒子によって掻き出され、汚染物質が氷スラリーおよびその融解水と共に基板Ｗの主面上から基板Ｗの傾斜に沿って流下し除去される。そして、氷スラリー中にはマイクロバブルが多量に含有されているので、水中で無数のマイクロバブルが破壊されて消滅する際に放出されるエネルギにより、基板Ｗの洗浄効果が高まる。このため、ノズル７２のスリット状吐出口から吐出される氷スラリーの吐出圧をそれほど大きくしなくても、基板Ｗの洗浄処理を行うことができる。さらに、氷スラリー中の氷の微粒子は、その中にマイクロバブル等の気泡が含有されていると、気泡が含有されていない普通の氷の微粒子に比べて軟らかい。したがって、処理むらを生じることがなく均一な洗浄処理を行うことができ、また、基板Ｗ上に形成された金属膜等の被膜にダメージを与えることもない。

図４は、この発明のさらに別の実施形態である基板処理装置（スピンスクラバ）の要部の構成を示す概略正面図である。
この基板処理装置は、基板Ｗを水平姿勢に保持するスピンチャック７６を備えている。スピンチャック７６は、回転支軸７８により鉛直軸回りに回転自在に支持されており、回転支軸７８に連結されたモータ（図示せず）によって鉛直軸回りに回転させられる。図示を省略しているが、スピンチャック７６に保持された基板Ｗの周囲には、基板Ｗ上から周囲へ飛散する氷スラリーを捕集するためのカップが基板Ｗを取り囲むように配設されている。また、スピンチャック７６に保持された基板Ｗの上方には、マイクロバブルを含有した氷スラリーを基板Ｗの表面へ吐出する吐出ノズル８０が配設されている。吐出ノズル８０には、氷スラリー送液用の配管８２が接続されており、図示していないが、吐出ノズル８０は、その配管８２を通して貯液槽（図１参照）に流路接続されている。そして、貯液槽からマイクロバブルを含有した氷スラリーがポンプ（図示せず）により加圧されて吐出ノズル８０へ供給され、吐出ノズル８０の吐出口から、スピンチャック７６によって水平姿勢に支持され鉛直軸回りに回転している基板Ｗの表面に対し、マイクロバブルを含有した氷スラリーが吐出されるようになっている。

図４に示した構成の基板処理装置では、吐出ノズル８０の吐出口から基板Ｗの表面に対して氷スラリーが吐出されることにより、基板Ｗの表面の凹部などに存在するパーティクル等の汚染物質が氷の微粒子によって掻き出され氷スラリーと共に基板Ｗの表面上から流出して除去される。この場合において、吐出ノズル８０から基板Ｗの表面へ吐出される氷スラリー中にはマイクロバブルが多量に含有されているので、基板Ｗの表面上で無数のマイクロバブルが破壊されて消滅する際に放出されるエネルギにより、基板Ｗの洗浄効果が高まる。このため、吐出ノズル８０の吐出口から吐出される氷スラリーの吐出圧をそれほど大きくしなくても、基板Ｗの洗浄処理を行うことができる。したがって、処理むらを生じることがなく均一な洗浄処理を行うことができ、また、基板Ｗ上に形成された金属膜等の被膜にダメージを与えることもない。さらに、氷スラリー中の氷の微粒子は、その中にマイクロバブル等の気泡が含有されていると、気泡が含有されていない普通の氷の微粒子に比べて軟らかい。このため、基板Ｗの表面上において、吐出ノズル８０から吐出される氷スラリー中の氷の微粒子が基板Ｗの表面に衝突するときのエネルギに多少のむらがあっても、基板Ｗの表面に形成されたパターン状の金属膜等が部分的にダメージを受ける、といったことが防止される。

図１および図２に示した上記実施形態では、氷スラリーを洗浄槽２８内へ連続して供給し洗浄槽２８内から連続して排出しつつ、基板Ｗを連続して搬送し洗浄槽２８内を通過させるようにして、氷スラリーを基板Ｗの主面と接触させるようにしたが、氷スラリーを連続供給しつつ基板Ｗを連続搬送しなくても、洗浄槽２８内において氷スラリーを基板Ｗに対し相対的に流動させつつ基板Ｗの主面と接触させることができれば、どのような方式であってもよい。例えば、氷スラリーを洗浄槽２８内へ連続して供給し洗浄槽２８内から連続して排出しつつ、基板Ｗを間欠的に搬送するようにしたり、氷スラリーを洗浄槽２８内へ間欠的に供給し洗浄槽２８内から間欠的に排出しつつ、基板Ｗを連続して搬送し洗浄槽２８内を通過させるようにしたりしてもよい。また、氷スラリーを洗浄槽２８内へ間欠的に供給し洗浄槽２８内から間欠的に排出しつつ、基板Ｗを間欠的に搬送して洗浄槽２８内を通過させ、基板Ｗが停止している時に、氷スラリーを洗浄槽２８内へ供給するとともに洗浄槽２８内から排出させ、あるいは、洗浄槽２８内への氷スラリーの供給を停止している時に、基板Ｗを搬送するようにしてもよい。さらに、基板Ｗを静止させ、氷スラリーを洗浄槽２８内へ連続してあるいは間欠的に供給し洗浄槽２８内から連続してあるいは間欠的に排出しつつ、洗浄槽２８を基板Ｗに対して移動させるようにしてもよい。また、上記した実施形態では、洗浄槽２８を傾斜させるとともに基板Ｗを傾斜姿勢に支持して水平方向へ搬送するようにしたが、洗浄槽２８を水平に保持するとともに基板Ｗを水平姿勢に支持して水平方向へ搬送し、洗浄槽２８による洗浄処理後に、基板Ｗを傾斜させて水洗処理するようにしてもよい。

この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置の概略構成を示す模式図である。 図１に示した基板処理装置における基板洗浄部の構成例を示す模式的斜視図である。 この発明の別の実施形態である基板処理装置の概略構成を示す要部斜視図である。 この発明のさらに別の実施形態である基板処理装置の要部の構成を示す概略正面図である。

符号の説明

１０ 基板洗浄部
１２ 基板処理ユニット
１４ 貯液槽
１６ 製氷ユニット
１８ バブル発生ユニット
２０ チャンバ
２６ 搬送ローラ
２８ 洗浄槽
３０ 基板搬入口
３２ 基板搬出口
３４ 氷スラリーの供給口
３６ 氷スラリーの排出口
４０ 供給用配管
４２ 貯液槽の液流出口
４６ 回収用配管
５０ 貯液槽の第１の液流出口
５２ 貯液槽の第１の液流入口
５４ 貯液槽の第２の液流出口
５６ 貯液槽の第２の液流入口
５８ 製氷ユニットの液流入口
６０ 製氷ユニットの液流出口
６２ バブル発生ユニットの液流入口
６４ バブル発生ユニットの液流出口
６６ 内部流路
６８ アスピレータ
７０ 加圧ポンプ
７２ ノズル
７４、８２ 配管
７６ スピンチャック
８０ 吐出ノズル
Ｗ 基板

Claims (12)

1. 氷の微粒子を含む処理液を用いて基板を処理する基板処理方法において、
   氷の微粒子を含む処理液中に、液中に滞留し収縮して破壊される超微細気泡を多量に含有させ、その処理液を基板の主面へ供給して基板の主面を洗浄することを特徴とする基板処理方法。
2. 請求項１に記載の基板処理方法において、
   前記処理液は、気泡が含有された氷の微粒子を含む処理液であることを特徴とする基板処理方法。
3. 請求項２に記載の基板処理方法において、
   前記気泡が超微細気泡であることを特徴とする基板処理方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理方法において、
   超微細気泡を含有し氷の微粒子を含む処理液を容器内に貯留し、その容器内において前記処理液を基板に対し相対的に流動させつつ基板の主面と接触させることを特徴とする基板処理方法。
5. 請求項４に記載の基板処理方法において、
   超微細気泡を含有し氷の微粒子を含む処理液を、固定された容器内へ連続して供給し容器内で流動させて容器内から排出しつつ、基板を、前記容器内へ搬入し容器内を搬送して容器内から搬出することを特徴とする基板処理方法。
6. 氷の微粒子を含む処理液を用いて基板を処理する基板処理装置において、
   液中に滞留し収縮して破壊される超微細気泡を多量に含有し氷の微粒子を含む処理液を調製する処理液調製手段と、
   この処理液調製手段によって調製された処理液を基板の主面へ供給して基板の主面を洗浄する処理液供給手段と、
   を備えたことを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項６に記載の基板処理装置において、
   前記処理液調製手段は、気泡が含有された氷の微粒子を含む処理液を調製するものであることを特徴とする基板処理装置。
8. 請求項７に記載の基板処理装置において、
   前記気泡が超微細気泡であることを特徴とする基板処理装置。
9. 請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の基板処理装置において、
   超微細気泡を含有し氷の微粒子を含む処理液を貯留する容器と、
   この容器内へ基板を搬入する基板搬入手段と、
   を備え、前記処理液供給手段が前記容器内へ超微細気泡を含有し氷の微粒子を含む処理液を供給し、前記容器内において超微細気泡を含有し氷の微粒子を含む処理液を基板に対し相対的に流動させつつ基板の主面と接触させることを特徴とする基板処理装置。
10. 請求項９に記載の基板処理装置において、
    前記容器が、スリット状の基板搬入口およびスリット状の基板搬出口ならびに氷の微粒子を含む処理液の供給口および排出口を有する密閉状の矩形筐体であることを特徴とする基板処理装置。
11. 請求項９または請求項１０に記載の基板処理装置において、
    前記容器が固定され、
    前記処理液供給手段が、超微細気泡を含有し氷の微粒子を含む処理液を前記容器内へ連続して供給し容器内で流動させて容器内から排出させる処理液流通手段であり、
    前記基板搬入手段が、基板を、前記容器内へ搬入し容器内を搬送して容器内から搬出する基板搬送手段であることを特徴とする基板処理装置。
12. 請求項６ないし請求項１１のいずれかに記載の基板処理装置において、
    前記処理液調製手段が、
    氷の微粒子を含む処理液を貯留する貯液槽と、
    この貯液槽の第１の液流出口と流路接続する液流入口および前記貯液槽の第１の液流入口と流路接続する液流出口を有し、前記貯液槽との間で処理液を循環させて、前記貯液槽から前記液流入口を通して流入した処理液を冷却して処理液中で氷の微粒子を生成し、その生成された氷の微粒子を含む処理液を前記液流出口から流出させて前記貯液槽へ戻す製氷手段と、
    前記貯液槽の第２の液流出口と流路接続する液流入口および前記貯液槽の第２の液流入口と流路接続する液流出口を有し、前記貯液槽との間で処理液を循環させて、前記貯液槽から前記液流入口を通して流入した処理液を加圧しかつ処理液中に気体を溶解させて処理液中で超微細気泡を発生させる気泡発生手段と、
    を備えて構成されたことを特徴とする基板処理装置。

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